[发明专利]一种偏置动量卫星高精度跟踪控制偏流角的方法

说明书

本发明公开了一种偏置动量卫星高精度跟踪控制偏流角的方法，包含如下步骤：S1，获取当前轨道位置偏流角理论值β；S2，实时采集卫星的偏置动量飞轮产生的角动量，所述的偏置动量飞轮安装在卫星的俯仰轴上；S3，计算安装在卫星滚动轴的滚动轴飞轮的控制转速。本发明能够能使光学有效载荷不降指标进行工作，同时扩展了偏置动量卫星的用途，为延长卫星寿命提供了新的方法途径。

技术领域

本发明涉及卫星姿态控制技术，特别涉及一种偏置动量卫星高精度跟踪控制偏流角的方法。

背景技术

随着航天业的飞速发展，卫星领域技术日渐成熟，为了节省成本，卫星寿命也越来越严格，由以前的设计寿命2～3年，现在要求为8年之上。偏置动量卫星具有偏航轴不需要敏感器测量和动力学陀螺稳定性的特点，从可靠性角度出发，现在很多卫星都考虑设计偏置动量模式，在寿命末期可以自主进入。

大部分光学遥感成像卫星，姿轨控平台一般工作在零动量模式，具有高精度跟踪偏流角功能，方便有效载荷拍照成像；在偏置动量模式下卫星俯仰轴带着很大的角动量，机动不灵活，偏流角的跟踪若简单按照在零动量模式下的方法，三轴姿态控制精度不高，载荷需要降低指标工作，拍图的质量下降，若有方法提高偏置动量卫星偏流角的跟踪控制精度，可以使偏置动量卫星适应的范围更加广泛，偏置动量卫星的优点更加显著。

发明内容

本发明的目的是提供一种偏置动量卫星高精度跟踪控制偏流角的方法，能使光学有效载荷不降指标进行工作，同时扩展了偏置动量卫星的用途，为延长卫星寿命提供了新的方法途径。

为了实现以上目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

一种偏置动量卫星高精度跟踪控制偏流角的方法，其特点是，包含如下步骤：

S1，获取当前轨道位置偏流角理论值β；

S2，实时采集卫星的偏置动量飞轮产生的角动量，所述的偏置动量飞轮安装在卫星的俯仰轴上；

S3，计算安装在卫星滚动轴的滚动轴飞轮的控制转速。

所述的步骤S2具体为：

实时采集安装在卫星的俯仰轴上的偏置动量飞轮的转速ω_y，并根据转速ω_y计算偏置动量飞轮的角动量H_y，

H_y＝J_y×ω_y，其中J_y为偏置动量飞轮的转动惯量。

所述的步骤S3包含：

S3.1，计算当前时刻卫星本体系下滚动轴飞轮需要补偿的转速ω_bc：

ω_bc＝H_y×sinβ/J_x，其中J_x为滚动轴反作用飞轮的转动惯量；

S3.2，根据当前时刻滚动姿态计算出滚动轴飞轮控制姿态需要的转速ω_kz；

S3.3，提供给滚动轴飞轮实际输入转速ω：ω＝ω_bc+ω_kz。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

偏置动量卫星稳态运行过程中，根据获取的当前轨道位置的偏流角及偏置角动量大小计算需要补偿角动量，利用滚动轴反作用飞轮前馈补偿实现，避免了此部分动量会影响卫星的滚动姿态精度及稳定度，从而达到了在偏置动量模式下高精度跟踪偏流角的目的，扩展了偏置动量卫星的用途，为延长卫星寿命提供了一种方式。

附图说明

图1为本发明一种偏置动量卫星高精度跟踪控制偏流角的方法的流程图；